为了满足列车提速对制动盘性能提出的要求,提高列车制动盘的抗磨损性能并延长其使用寿命,本文运用了生物仿生耦合理论,模仿海洋贝壳及蜣螂体表的形态特征和结构,设计出仿生耦合单元体。利用镶铸工艺,将仿生耦合单元体(材料为H13钢)与蠕墨铸铁基体结合,制备了镶铸仿生耦合材料。该材料具有一定厚度仿生耐磨层,弥补了激光熔凝仿生非光滑表面材料仅能得到耐磨表面的缺陷。试验结果表明:镶铸仿生耦合试样单元体与基体的结合为冶金结合。根据显微组织和形成机制的不同,镶铸仿生耦合试样可分为五个区域:单元体、单元体相变区、界面、激冷区和基体。由于各区域显微硬度不同,镶铸仿生耦合试样表面呈现了软硬交错的仿生结构。镶铸仿生耦合试样的磨损形貌为基体部分磨损严重,有明显的犁削和粘着特征,而单元体、界面和激冷区仅有少量的磨损,其犁削和粘着特征不明显。其磨损是由平面磨损转向非光滑表面磨损的过程。因为具有一定厚度的抗磨损层和软硬交替的仿生结构,在相同磨损条件下,镶铸仿生耦合试样较普通蠕墨铸铁试样表现出了良好的耐磨性能。